(57)【要約】【課題】見る人に実時間表示の感覚を与えるようなやり方で、獲得した３Ｄモデルを自動的に整合しマージする方法を提供する。【解決手段】この方法は、３Ｄレンジデータの組と３Ｄレンジデータに対応する２Ｄ画像データの組とを記憶する記憶媒体に接続するステップ１２０と、モニタ上に３Ｄレンジデータの組を表す点を表示するステップ１２２と、３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータの組を含む４グループに分割するステップ１２４と、各グループで、２Ｄ画像データの組を利用して連続したレンジデータの対を整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するステップと、整合に従いモニタに表示される点を更新するステップと、各グループ内で全３Ｄレンジデータが整合するまで、整合と更新のステップを繰返すステップ１２８と、繰返しステップの間に位置合わせされた３Ｄレンジデータの全ての組を整合させるステップ１３０とを含む。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の３Ｄレンジデータの組を位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）するためのコンピュータで実現される方法であって、
３Ｄレンジデータと前記３Ｄレンジデータに対応する２Ｄ画像データの組とを記憶する記憶媒体に接続するステップと、
前記３Ｄレンジデータの組を表す点をモニタ上に表示するステップと、
前記３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータの組を含む予め定められた数のグループに分割するステップと、
前記グループの各々において、前記２Ｄ画像データの組を利用して、所定数の連続したレンジデータの対を整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するステップと、を含み、前記所定数は前記各グループ内の連続したレンジデータの対の数より小さく、
前記方法はさらに
整合するステップに従って、前記モニタに表示される点を更新するステップと、
全ての３Ｄレンジデータが前記各グループにおいて整合するまで、前記整合のステップと更新のステップとを繰返すステップと、
前記繰返しステップの間に位置合わせされ更新された３Ｄレンジデータの全ての組を整合させるステップと、を含む、方法。
【請求項２】
前記分割ステップは前記３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータを含む４つのグループに分割するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記４つのグループは同数の連続した３Ｄレンジデータを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記整合させるステップは、前記各グループにおいて、１対の連続したレンジデータを整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
コンピュータ上で実行されると、コンピュータに、請求項１から請求項４のいずれかに記載のステップの全てを実行させる、コンピュータプログラム。
【請求項６】
対象物の３Ｄレンジデータの組を位置合わせするための装置であって、
３Ｄレンジデータと前記３Ｄレンジデータに対応する２Ｄ画像データの組とを記憶するための手段と、
前記３Ｄレンジデータの組を表す点をモニタ上に表示するための手段と、
前記３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータの組を含む予め定められた数のグループに分割するための手段と、
前記グループの各々において、前記２Ｄ画像データの組を利用して、所定数の連続したレンジデータの対を整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するための第１の手段と、を含み、前記所定数は前記各グループ内の連続したレンジデータの対の数より小さく、
前記装置はさらに、
前記第１の手段による整合に従って、前記モニタに表示される点を更新するための手段と、
全ての３Ｄレンジデータが前記各グループにおいて整合するまで、前記３Ｄレンジデータの整合と更新が繰返されるように、前記第１の手段と前記更新するための手段とを制御するための手段と、
前記制御するための手段の制御に基づいて、繰返しの間に位置合わせされ更新された３Ｄレンジデータの全ての組を整合させるための第２の手段とを含む、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は３Ｄ形状の検査に関し、特に、表示された３Ｄモデルの早期の検査を必要とする、エンターテインメント、教育及びデザイン等の応用分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄモデルをスキャンしてからすぐに完全な３Ｄモデルを表示するという課題は、依然として解決されていない。ある対象物の完全なディジタルモデルを構築するのに必要とされる現在の切換方法は、対応の点を手で選択するためのユーザの介入、又は自動３Ｄビュー位置合わせ（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）のいずれかを伴う。自動位置合わせでは、表示が行なわれるのは全てのビューが位置合わせされた後である。前者では、中間のビューを視覚化することは可能（かつ不可欠）であるが、スキャン数が大きければ位置合わせ処理を行なうのは煩雑であろう。視覚化の部分を自動位置合わせと組み合わせることで、実時間表示のより先鋭な感覚が生み出されうる。
【０００３】
特許文献１はデータパケット／セル損失のある通信ネットワークで３Ｄ形状データを転送し表示する方法を記載する。システムは形状を表す複数の要素からなる３Ｄ形状データを送信するための送信ユニットと、３Ｄ形状データを受け３Ｄ形状データを画像として表示するための受信側表示ユニットと、を含む。
【０００４】
このシステムでは、送信ユニットが外部記憶装置から３Ｄデータを読出し、領域の属性に従って３Ｄ形状要素を並替える。その後、これは３Ｄデータを要素単位で漸次送信する（大きい領域を表す領域属性を有する要素から始まり、続いてより小さい領域を表す領域属性を有する要素を処理する）。受信側表示ユニットは送信ユニットから送信される要素を受け、これらを受信順に漸次表示する。
【０００５】
非特許文献１では、レンジデータとともに記憶された明度画像が利用され、完全に自動の位置合わせ技術が実行される。内在的なスケール情報を伴う２Ｄ―画像特徴量を用いて、３Ｄビューの対応の点を発見する。その後、まず特徴点自体を整合させ、それに続いて表面要素を考慮する整合ステップによって、２つのレンジの画像の精密な位置合わせが行なわれる。最後に、全体的な位置合わせ誤差を、グラフリラクセーション技術を用いて最少化する。
【０００６】
非特許文献２に記載のソフトウェアは、表面ジオメトリ又は容積情報のいずれかを用いることで、目標又は他の整合ツールなしで、多数の点の集まり（クラウド）を整合させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５８５０２２６号、３Ｄ形状データの転送及び表示方法、１９９８年１２月１５日、発明者：ミチオ  ナガサワ、ダイスケ  ニシオカ
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】特徴量表面要素を用いた３Ｄレンジデータの画像による位置合わせ、仮想現実、考古学及び文化遺産に関する第５回国際シンポジウム２００４、Ｇ．Ｈ．ベンデルス、Ｐ．デジェナー、Ｒ．ワール、Ｍ．コートゲン、Ｒ．クライン（Image-Based  Registration  of  3D-Range  Data  Using  Feature  Surface  Elements,  The  5th  International  Symposium  on  Virtual  Reality,  Archeology  and  Cultural  Heritage  2004,  G.  H.  Bendels,  P.  Degener,  R.  Wahl,  M.  Kortgen,  R.  Klein）
【非特許文献２】ラピッドフォームからの点クラウド整合技術（http://www.rapidform.com/）（Point  Cloud  Alignment  Technology  from  Rapidform  (http://www.rapidform.com/)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１は画像データの漸次送信及び表示を開示しているが、実時間表示の先鋭な感覚と組合わされた自動位置合わせを伴った３Ｄモデルの視覚化には触れていない。
【００１０】
非特許文献１は３Ｄモデルの自動位置合わせを扱っている。しかし、視覚化は遅く、実時間表示はできない。
【００１１】
非特許文献２は多数の点クラウドの自動整合を扱っている。しかし、これは３Ｄモデルの実時間視覚化とは無関係である。
【００１２】
従って、この発明の目的の１つは、見る人に実時間表示の感覚を与えるようなやり方で、獲得した３Ｄモデルを自動的に整合しマージするための方法及び装置を提供することである。
【００１３】
この発明の別の目的は、位置合わせの過程を示すことで、見る人に実時間表示の感覚を与えるようなやり方で、獲得した３Ｄモデルを自動的に整合しマージするための方法及び装置を提供することである。
【００１４】
この発明のさらに別の目的は、多方向から実際の形状を徐々に明らかにすることによって、見る人に実時間表示の感覚を与えるようなやり方で、獲得した３Ｄモデルを自動的に整合しマージするための方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明の第１の局面に従った、対象物の３Ｄレンジデータの組を位置合わせするためのコンピュータで実現される方法は、３Ｄレンジデータと前記３Ｄレンジデータに対応する２Ｄ画像データの組とを記憶する記憶媒体に接続するステップと、前記３Ｄレンジデータの組を表す点をモニタ上に表示するステップと、前記３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータの組を含む予め定められた数のグループに分割するステップと、前記グループの各々において、前記２Ｄ画像データの組を利用して、所定数の連続したレンジデータの対を整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するステップと、を含む。前記所定数は前記各グループ内の連続したレンジデータの対の数より小さい。前記ステップはさらに、整合するステップに従って、前記モニタに表示される点を更新するステップと、全ての３Ｄレンジデータが前記各グループにおいて整合するまで、前記整合のステップと更新のステップとを繰返すステップと、前記繰返しステップの間に位置合わせされ更新された３Ｄレンジデータの全ての組を整合させるステップと、を含む。
【００１６】
前記分割ステップは前記３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータを含む４つのグループに分割するステップを含んでもよい。
【００１７】
好ましくは、前記４つのグループは同数の連続した３Ｄレンジデータを含みうる。
【００１８】
さらに好ましくは、前記整合させるステップは、前記各グループにおいて、１対の連続したレンジデータを整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するステップを含む。
【００１９】
この発明の第２の局面に従ったコンピュータプログラムは、コンピュータ上で実行されると、コンピュータに、上述の方法のいずれかに記載のステップの全てを実行させる。
【００２０】
この発明の第３の局面に従った対象物の３Ｄレンジデータの組を位置合わせするための装置は、３Ｄレンジデータと前記３Ｄレンジデータに対応する２Ｄ画像データの組とを記憶するための手段と、前記３Ｄレンジデータの組を表す点をモニタ上に表示するための手段と、前記３Ｄレンジデータの組を、各々が連続した３Ｄレンジデータの組を含む予め定められた数のグループに分割するための手段と、前記グループの各々において、前記２Ｄ画像データの組を利用して、所定数の連続したレンジデータの対を整合させ、対応の３Ｄレンジデータを更新するための第１の手段と、を含む。前記所定数は前記各グループ内の連続したレンジデータの対の数より小さい。前記装置はさらに、前記第１の手段による整合に従って、前記モニタに表示される点を更新するための手段と、全ての３Ｄレンジデータが前記各グループにおいて整合するまで、前記３Ｄレンジデータの整合と更新が繰返されるように、前記第１の手段と前記更新するための手段とを制御するための手段と、前記制御するための手段の制御に基づいて、繰返しの間に位置合わせされ更新された３Ｄレンジデータの全ての組を整合させるための第２の手段とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１はこの発明の第１の実施の形態に従った３Ｄビューの配置を示す図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態に従った３Ｄモデル位置合わせシステム５０の平面図である。
【図３】図２に示すシステム５０のブロック図である。
【図４】この実施の形態の方法を実現するプログラムの制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】図４に示すステップ１２０の詳細なフローチャートである。
【図６】図４のステップ１２８で行なわれるルーチンの詳細なフローチャートである。
【図７】各区画についてステップ１７４で行なわれる位置合わせ処理のフローチャートである。
【図８】２Ｄ一致点を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施の形態］
−概観−
以下で説明する実施の形態では、３Ｄレンジデータのシーケンスと対応の２Ｄ画像データとから、実生活の対象物のディジタル化された３Ｄモデルを自動的に構築し表示する方法を紹介する。目標とするのは、実際の対象物のスキャンとその３Ｄモデルの表示とを中断なしに行なって、見る人に実時間表示の感覚を与えるシステムである。連続したスキャンを整合するようにすすめた後に、展開された３Ｄデータを表示することに代えて、この発明では異なる手法をとる。
【００２３】
始めに、３Ｄ表示装置に、スキャンの完全な組を一度に表示する。その後、図１に示すように、対象物２０の完全なビューを４つの区画３０Ａ−３０Ｄに分割し、その各々の内部で、連続したビューを整合させる。４つの区画全てにおいて、連続したビューの第１の対が独立して整合された後、これにしたがってこれらを３Ｄ表示装置に表示する。例えば、区画３０Ａの２つの連続したビュー３２Ａ及び３４Ａが最初に整合され、その後、区画３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄのビューの対３２Ｂ及び３４Ｂ、３２Ｃ及び３４Ｃ、３２Ｄ及び３４Ｄがそれぞれ位置合わせされる。表示は、部分的に位置合わせされたビューの組で更新されることになる。続いて、各区画内の連続したビューについて、これらを先行するビューと整合させる処理が行なわれる。その後、その結果にしたがってそれらが表示される。こうして、初期の点のクラウドは徐々に、４方向から同時に実際の対象物の真の形状と色とを現すようになる。最終ステップとして、全体的な位置合わせが行なわれる。ここでは、先行技術と同様に、一意の世界座標系に対し、全てのビューが整合される。
【００２４】
ここでは、２つのビューが、その視点の位置と向きとが予め定められた世界座標系を基準として、特徴点を利用して正確に決定されたときに、「位置合わせされた」という。
【００２５】
この実施の形態では、３Ｄレンジデータと対応のテクスチャデータとを入力として用いて、対象物の完全なディジタルモデルを生成する。この入力データは、何らかの種類のレンジセンサによって提供されうる（レーザレンジファインダ、ステレオカメラ、構造光）。一方で、結果（３Ｄディジタルモデル）は、ユーザとの相互作用で機能を強化したか、又は検査のために操作可能な何らかの種類の３Ｄ表示装置で視覚化可能である。
【００２６】
この実施の形態では、表示されたモデルを早期に検査することが必要な状況で、また結果として、表示された対象物を回転させるか移動させて全体的なビューを得るために表示された対象物との相互作用を行なう手段が存在するような状況で使用可能である。念頭においているのは、文化遺産等の、実世界の対象物のディジタルコピーをスキャンして、３Ｄハンドヘルド表示装置又は従来の３Ｄ表示モニタであってユーザとの対話機能を持つものを用いて表示するような例である。別の例は、ユーザが各自ディジタルモデルの異なるビューを持ちながら、全体としては同じ対象物を共有するような、協働作業である。
【００２７】
−システム構成−
図２はこの実施の形態の３Ｄモデル位置合わせ方法を実現する３Ｄモデル位置合わせシステム５０の平面図であり、図３はシステム５０のブロック図である。
【００２８】
図２及び図３を参照して、システム５０は、モニタ６２、キーボード６６及びマウス６８が接続されたコンピュータ６０と、コンピュータ６０に接続されたカメラ９６を備えたレーザレンジスキャナ９２と、コンピュータ６０によって制御される回転テーブル９４と、を含む。コンピュータ６０は半導体メモリ８６を装着するためのＩ／Ｆ７２と、ＤＶＤ媒体８２を駆動するためのＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）ドライブ８０とを有する。回転テーブル９４はコンピュータ６０の制御下で所定量だけ回転する。対象物が回転テーブル９４上に置かれると、回転テーブル９４が回転し、レンジスキャナ９２とカメラ９６とが、対象物の回転位置の各々で、３Ｄレンジデータと２Ｄ画像データとをそれぞれキャプチャする。
【００２９】
特に図３を参照して、システム５０はさらに、プロセッサ７０と、プロセッサ７０に接続されたメモリ／バスコントローラ７６と、メモリ／バスコントローラ７６に接続されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７８及びキャッシュメモリ（図示せず）と、プロセッサ７０及びモニタ６２に接続された、グラフィックコントローラ９０と、メモリ／バスコントローラ７６に接続されたバス９８と、バス９８に接続された入力／出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ７２と、Ｉ／Ｏコントローラ７２に接続されたグラフィックカード８８と、バス９８に接続されたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）と、を含む。ＤＶＤドライブ８０とグラフィックカード８８とは、内部でＩ／Ｏコントローラ８８に接続されている。モニタ６２はグラフィックコントローラ９０に接続される。回転テーブル９４はＩ／Ｏコントローラ７２に接続される。レンジセンサ９２とカメラ９６とはグラフィックカード８８に接続される。キーボード６６とマウス６８とはＩ／Ｆ８４に接続される。
【００３０】
後述するプログラムは、ハードディスクに記憶される。プログラム実行の際は、プログラムはハードディスクからＨＤＤ７４によって読出され、ＲＡＭ７８に記憶される。プロセッサ７０はプログラムカウンタと称される内部レジスタを有する。プロセッサ７０はプログラムカウンタによって指定されたＲＡＭ７８のアドレスから命令をフェッチし、その命令をデコードし、命令の実行に用いられるデータをフェッチし、命令を実行し、その後、命令によって指定されたアドレスにデータを記憶する。
【００３１】
プログラムはＤＶＤ媒体８２に記憶されハードディスクにインストールされてもよい。
【００３２】
図４はこの実施の形態の方法を実現するプログラムの制御の流れを示すフローチャートである。図４を参照して、プログラムはステップ１２０で始まり、ここで関連のメモリ空間を初期化した後、コンピュータ６０は回転テーブル９４に置かれた実物をディジタル化する。ステップ１２０で、コンピュータ６０は回転テーブル９４を回転させ、特定の角度で停止させる。各々の角度で、レンジスキャナ９２は対象物の３Ｄレンジデータをキャプチャし、カメラ９６が対応の２Ｄ画像をキャプチャする。
【００３３】
プログラムはさらに、ステップ１２０でキャプチャされた３Ｄレンジデータの完全な組をモニタ６２上に表示するステップ１２２と、ステップ１２２に続いて、３Ｄレンジデータを４つの区画に大まかに配置するステップ１２４と、ステップ１２０でレンジスキャナ９２によってキャプチャされた３Ｄビューを位置合わせして、４つの区画の各々で連続したビューの対の位置合わせを繰返すたびにモデルビューを漸次更新するステップ１２８と、ステップ１２８に続いて、各々ステップ１２８で位置合わせされた４つの区画を含む３Ｄレンジビューの完全な組を位置合わせするステップ１３０と、ステップ１３０で位置合わせされたディジタル化された対象物の表面を生成するステップ１３２と、ステップ１３４に続いて、ハードディスクに対象物のビューデータを記憶するステップ１３４と、を含む。
【００３４】
図５は図４のステップ１２０の詳細を示す。図５を参照して、ステップ１２０のルーチンは、回転テーブル９４の各角度において、３Ｄレンジデータと対応の２Ｄ画像データとを、レンジスキャナ９２とカメラ９６とからそれぞれ抽出し、データをそれぞれの場所に記憶するステップ１５０と、スキャンが完了したか否かを判断し、判断の結果により制御の流れをステップ１５０又は図４のステップ１２２に分岐させるステップ１５２と、を含む。
【００３５】
図６は図４のステップ１２８で実行されるルーチンの詳細なフローチャートである。図６を参照して、このルーチンはステップ１７０で始まり、ここでは繰返し制御変数ｉが０に初期化され、ｉの値が定数Ｍ−１より小さい間は処理１７２が繰返され、１回繰返すごとにｉの値が増分される。ここでＭは各区画内のビューの数である。変数ｉがＭ−１に等しくなると、繰返しが終了する。繰返しのたびに、図６に示す処理１７２が実行される。
【００３６】
処理１７２は、各区画について、ｉ番目と（ｉ＋１）番目とのビューが位置合わせされ３Ｄレンジデータがそれに従って更新されるステップ１７４と、更新された３Ｄレンジデータの完全な組を表示するステップ１７８と、を含む。
【００３７】
たとえば、ｉ＝０であるとき、ビュー３２Ａと３４Ａとが区画３０Ａで位置合わせされ、ビュー３２Ｂと３４Ｂとが区画３０Ｂで位置合わせされ、ビュー３２Ｃと３４Ｃとが区画３０Ｃで位置合わせされ、ビュー３２Ｄと３４Ｄとが区画３０Ｄで位置合わせされる。３Ｄレンジデータは位置合わせの結果に従って更新され、その後更新された３Ｄレンジデータの完全な組がモニタ６２に表示される。その後ｉが１に増分され、ビュー３４Ａと３６Ａとが区画３０Ａで位置合わせされ、ビュー３４Ｂと３６Ｂとが区画３０Ｂで位置合わせされ、その後同様に繰返される。３Ｄレンジデータはこれに従って更新され、３Ｄレンジデータの完全な組が表示される。
【００３８】
こうして、図６に示す処理の実行中、モニタ６２上の３Ｄモデルビューは漸次更新される。各区画で、連続した３Ｄレンジビューの対が位置合わせされ、モデルビューが更新される。この処理は連続した対の全てについて繰返されることになり、実時間表示の感覚が得られる。
【００３９】
図７は各区画についてステップ１７４で行なわれる位置合わせ処理のフローチャートである。図７を参照して、このルーチンは、位置合わせすべき３Ｄビューの各々について、対応の２Ｄ画像を分析し、一致する２Ｄ点の対を抽出するステップ２００を含む。このステップは、例えば、ＳＩＦＴキーポイントディテクタ(http://www.cs.ubc.ca/~lowe_keypoints/)等の公に入手可能なソフトウェアで実現することができる。
【００４０】
２Ｄ一致点を図８に例示する。日本の人形２２０の画像が、第１の区画３０ＡのＮ番目の２Ｄビューであり、画像２２２が同じ人形の（Ｎ＋１）番目の２Ｄビューであると仮定する。これらのビューの各々を上述のソフトウェアを利用して分析すると、各画像において特徴点を見出すことができる。
【００４１】
ルーチンはさらに、ステップ２００に続いて、ステップ２００で抽出された偽の一致点を消去するステップ２０２を含む。これは、例えばＯｐｅｎＣＶライブラリ(http://opencvlibrary.sourceforge.net/)等の公に入手可能なソフトウェアを用いて行なうことができる。再び図８を参照して、画像２２０及び２２２の特徴点はさらに分析され、偽の一致点が消去されて、真の一致点の対のみが残る。
【００４２】
ステップ２０２の後、２Ｄの一致に基づいて対応の３Ｄ点の対を抽出するステップ２０４が来る。このステップは、２Ｄ画像の画素と３Ｄビューの奥行き値との間の１対１の対応を用いて実現することができる。
【００４３】
ルーチンはさらに、ステップ２０４に続いて、ステップ２０４で抽出された３Ｄ一致点に基づいて、３Ｄビューの絶対的な向きを計算するステップ２０６を含む。このステップは、ジブ  ヤニフ(Ｚｉｂ  Ｙａｎｉｖ)によるhttp://isiswiki.georgetown.edu/zivy/にある公に利用可能なソフトウェアで実現可能である。このソフトウェアは、ホーン法（バートルド  Ｋ．Ｐ．ホーン、単位区画を用いた絶対的向きの閉鎖形態の解決法、アメリカ光学学会会報１９８７）(Berthold  K.P.  Horn.  Closed-form  solution  of  absolute  orientation  using  unit  quarternions.  Journal  of  the  Optical  Society  of  America,  1987)を実現したものである。２つの３Ｄレンジデータの位置合わせには、対応する点の少なくとも３個の対が必要である。さらに、ジブによるソフトウェアは、ＶＸＬと呼ばれるＣ＋＋ライブラリの集合(http://vxl.sourceforge.net#download)を用いて実現することもできる。ステップ２０６の後、制御はこのルーチンから抜ける。
【００４４】
−動作−
３Ｄモデル位置合わせシステム５０は以下のように動作する。図２及び図３を参照して、モデルが回転テーブル９４に置かれ、回転テーブル９４の最初の位置が決定される。レンジスキャナ９２がモデルのレンジデータをキャプチャする。カメラ９６がモデルの２Ｄ画像をキャプチャする。レンジデータと２Ｄ画像とがグラフィックカード８８、Ｉ／Ｏコントローラ７２及びバス９８を介してコンピュータ６０に送信され、ＨＤＤ７４によってハードディスクのプロセッサ７０によって指定されたアドレスに記憶される。
【００４５】
その後プロセッサ７０は回転テーブル９４を所定の角度だけ回転させる。レンジスキャナ９２とカメラ９６とがこの角度でのレンジデータと２Ｄ画像とをそれぞれキャプチャする。レンジデータと２Ｄ画像とはともにハードディスクに記憶される。こうして、回転テーブル９４の予め定められた回転位置の各々で、レンジデータと２Ｄ画像とがキャプチャされ記憶される。このタスクは図４に示すステップ１２０で行なわれる。
【００４６】
レンジデータと対応の２Ｄ画像との完全な組がキャプチャされ記憶されると、制御は図４のステップ１２２に進む。ここで、３Ｄレンジデータの完全な組がハードディスクから読出されてモニタ６２に表示される。ビューは位置合わせされていないので、表示されるモデルはレンジデータ点のクラウドである。
【００４７】
ステップ１２４で、３Ｄレンジデータは４つの区画で大まかに配置される。ステップ１２８で、各区画について、選択された連続する３Ｄレンジビューの１対が位置合わせされる。各区画での位置合わせの後、モニタ６２上のレンジデータ表示がそれに従って更新される。次に、各区画において連続した３Ｄレンジビューの次の１対が選択され位置合わせされ、表示が更新される。この処理は、各区画の連続したビューの対の全てが位置合わせされるまで繰返される（ステップ１２８）。
【００４８】
ステップ１２８が完了すると、３Ｄレンジビューの完全な組が、従来の位置合わせ方法を利用してステップ１３０で再び位置合わせされる。ステップ１３２で位置合わせされた対象物のために表面が生成され、ステップ１３４でモデルデータがハードディスクに記憶される。
【００４９】
上述のとおり、この実施の形態では、各区画においてレンジデータの３Ｄビューの選択された対を位置合わせし、その後繰返しごとに、レンジデータの表示を更新する。位置合わせ処理の間、モデルビューは漸次更新されるので、ユーザに実時間位置合わせの先鋭な感覚を与える。
【００５０】
上述の実施の形態ではレンジデータは４区画に配置されるが、この発明はこの実施の形態には限られず、レンジデータは１より大きいいかなる数のグループに分割されてもよい。しかし、漸次実時間表示の感覚を与えるためには、この数が大きすぎてはならない。レンジデータを４、８又は１６個のグループに分割するのが好ましい。レンジデータは大まかにグループ分けすればよく、グループ内のレンジデータの数は互いに異なっていてもよい。
【００５１】
上述の実施の形態では、レンジデータをキャプチャするのにレンジスキャナ９２を利用したが、この発明はこのような実施の形態に限定されない。対象物の表面の任意に選択された点への距離を測定することができれば、レンジスキャナ９２に代えてステレオカメラ又は構造光を用いてもよい。
【００５２】
今回開示された実施の形態は単に例示であって、本発明が上記した実施の形態のみに制限されるわけではない。本発明の範囲は、発明の詳細な説明の記載を参酌した上で、特許請求の範囲の各請求項によって示され、そこに記載された文言と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５３】
５０  ３Ｄモデル位置合わせシステム
６０  コンピュータ
６２  モニタ
７０  プロセッサ
７２  Ｉ／Ｏコントローラ
７４  ハードディスクドライブ
７６  メモリ／バスコントローラ
７８  ランダムアクセスメモリ
８０  ＤＶＤドライブ
８４  インターフェイス
８８  グラフィックカード
９０  グラフィックコントローラ
９２  レンジスキャナ
９４  回転テーブル
９６  カメラ
【図１】
2010108328.tif 000003
【図２】
2010108328.tif 000004
【図３】
2010108328.tif 000005
【図４】
2010108328.tif 000006
【図５】
2010108328.tif 000007
【図６】
2010108328.tif 000008
【図７】
2010108328.tif 000009
【図８】
2010108328.tif 000010
【外国語明細書】
2010108328000001.pdf
2010108328000002.pdf
2010108328000003.pdf
2010108328000004.pdf